RU145733U1 - TWO-LAYER WEAR-RESISTANT CUTTING TOOL - Google Patents
TWO-LAYER WEAR-RESISTANT CUTTING TOOL Download PDFInfo
- Publication number
- RU145733U1 RU145733U1 RU2014118052/02U RU2014118052U RU145733U1 RU 145733 U1 RU145733 U1 RU 145733U1 RU 2014118052/02 U RU2014118052/02 U RU 2014118052/02U RU 2014118052 U RU2014118052 U RU 2014118052U RU 145733 U1 RU145733 U1 RU 145733U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- coating
- carbon
- layer
- thickness
- titanium
- Prior art date
Links
Landscapes
- Physical Vapour Deposition (AREA)
- Cutting Tools, Boring Holders, And Turrets (AREA)
- Drilling Tools (AREA)
Abstract
1. Режущий инструмент с двухслойным износостойким покрытием на рабочей части, состоящим из основного покрытия, включающего твердый аморфный алмазоподобный углерод, дополнительного покрытия из твердого аморфного алмазоподобного углерода с твердостью 30-50 ГПа толщиной 0,3-0,5 мкм, поверх основного, и расположенного между основным покрытием и поверхностью рабочей части промежуточного адгезионного подслоя, толщина которого не превышает 0,1 толщины покрытия, выполненного из соединения титана с углеродом, отличающийся тем, что основное покрытие выполнено многослойным, состоящим из чередующихся между собой слоя соединения титана с углеродом с концентрацией углерода 30-45 вес.% в слое толщиной 40-50 нм, полученного при одновременном дуговом распылении титановой мишени и импульсно-дуговом распылении графитовой мишени, и слоя из твердого аморфного алмазоподобного углерода с твердостью 70-100 ГПа и толщиной 30-40 нм, полученного методом импульсно-дугового распыления графита при общем числе слоев 20-30.2. Режущий инструмент по п. 1, отличающийся тем, что концентрация углерода в промежуточном адгезионном подслое составляет 30-80 вес.%.1. A cutting tool with a two-layer wear-resistant coating on the working part, consisting of a main coating comprising solid amorphous diamond-like carbon, an additional coating of solid amorphous diamond-like carbon with a hardness of 30-50 GPa, a thickness of 0.3-0.5 μm, over the main, and located between the main coating and the surface of the working part of the intermediate adhesive sublayer, the thickness of which does not exceed 0.1 of the thickness of the coating made of a compound of titanium with carbon, characterized in that the main coating made multilayer, consisting of an alternating layer of a compound of titanium with carbon with a carbon concentration of 30-45 wt.% in a layer 40-50 nm thick, obtained by simultaneous arc sputtering of a titanium target and pulsed-arc sputtering of a graphite target, and a layer of solid amorphous diamond-like carbon with a hardness of 70-100 GPa and a thickness of 30-40 nm, obtained by pulsed arc spraying of graphite with a total number of layers of 20-30.2. The cutting tool according to claim 1, characterized in that the carbon concentration in the intermediate adhesive sublayer is 30-80 wt.%.
Description
Полезная модель относится к области металлообработки, и может быть использована для повышения стойкости режущего инструмента.The utility model relates to the field of metalworking, and can be used to increase the durability of the cutting tool.
Ужесточение требований к точности размеров обрабатываемых деталей, к качеству обрабатываемой поверхности, а также использование в промышленности, при одновременном росте производительности процессов, материалов с повышенными физико-механическими свойствами делает актуальной проблему повышения стойкости режущего инструмента (далее РИ). Это может быть достигнуто не только использованием новых материалов для изготовления РИ, но и полезной модификацией поверхности рабочей части РИ посредством нанесения покрытий, приводящих к повышению твердости рабочей части РИ и понижению коэффициентов трения относительно обрабатываемого материала.Toughening the requirements for dimensional accuracy of workpieces, the quality of the processed surface, as well as the use in industry, while increasing the productivity of processes, materials with enhanced physical and mechanical properties, makes the problem of increasing the resistance of the cutting tool (hereinafter RI) relevant. This can be achieved not only by using new materials for manufacturing RI, but also by useful modification of the surface of the working part of RI by coating, which leads to an increase in hardness of the working part of RI and a decrease in the friction coefficients relative to the processed material.
С начала 80-х годов прошлого века для повышения стойкости РИ начали интенсивно использовать покрытия из нитрида титана (TiN) [Верещака А.С. Работоспособность режущего инструмента с износостойкими покрытиями. М.: Машиностроение, 1993, 252 с. Асанов Б.У, Макаров В.П. Нитридные покрытия, полученные вакуумно-дуговым осаждением, Вестник КРСУ №2, 2002 г.].Since the beginning of the 80s of the last century, to increase the resistance, RIs began to intensively use coatings of titanium nitride (TiN) [Vereshchaka A.S. Performance of cutting tools with wear-resistant coatings. M .: Mechanical Engineering, 1993, 252 p. Asanov B.U., Makarov V.P. Nitride coatings obtained by vacuum-arc deposition, Bulletin of KRSU No. 2, 2002].
Однако, такие покрытия характеризуются недостаточной твердостью, слабой адгезией с инструментальной основой, высокими коэффициентами трения, снижением исходной твердости инструментальной основы из-за отпуска при формировании нитрида титана при повышенных температурах и наличием капельной фазы TiN, что не обеспечивает необходимой стойкости РИ.However, such coatings are characterized by insufficient hardness, poor adhesion with the tool base, high friction coefficients, a decrease in the initial hardness of the tool base due to tempering during the formation of titanium nitride at elevated temperatures, and the presence of a TiN droplet phase, which does not provide the necessary resistance to radiation.
Следующим шагом стало создание легированных нитридных покрытий. Так, известен режущий инструмент [патент РФ №2250810] с покрытием из нитрида титана, которое содержит кремний ((Ti,Si)N покрытие) толщиной порядка 5 микрон. Покрытие наносится дуговым распылением материала катодов, включающих элементы химического состава покрытия. Наличие кремния в нитриде титана при концентрации 0,67-1,33 масс.% способствует снижению напряжений в покрытии, повышению твердости до 30,1-32,6 ГПа и улучшению прочности сцепления покрытия с инструментальной основой.The next step was the creation of doped nitride coatings. Thus, a cutting tool is known [RF patent No. 2250810] with a titanium nitride coating that contains silicon ((Ti, Si) N coating) with a thickness of about 5 microns. The coating is applied by arc spraying the cathode material, including elements of the chemical composition of the coating. The presence of silicon in titanium nitride at a concentration of 0.67-1.33 wt.% Helps to reduce stresses in the coating, increase hardness to 30.1-32.6 GPa and improve the adhesion of the coating to the tool base.
Стойкость инструмента с покрытием ((Ti,Si)N, по сравнению с инструментом с простым покрытием из TiN повышается в 1,5 раза для инструмента из стали Р6М5К5.The resistance of a tool with a coating of ((Ti, Si) N, in comparison with a tool with a simple coating of TiN increases by 1.5 times for a tool of steel P6M5K5.
Однако, высокие коэффициенты сухого трения (0,4-0,6) не позволяют добиться максимального эффекта повышения стойкости РИ с таким покрытием.However, high dry friction coefficients (0.4-0.6) do not allow achieving the maximum effect of increasing the resistance of RI with such a coating.
В настоящее время разработаны износостойкие покрытия для РИ на основе нитрида титана, легированные двумя элементами. Эффективность таких покрытий существенно выше, по сравнению с одноэлементными. В таблице 1 приведены основные характеристики наиболее распространенных износостойких покрытий, используемых для упрочнения РИ [Д. Локтев, Е. Ямашкин. Основные виды износостойких покрытий, Наноиндустрия, 2007, №5, с. 24-30].At present, wear-resistant coatings for radiation sources based on titanium nitride doped with two elements have been developed. The effectiveness of such coatings is significantly higher compared to single-element ones. Table 1 shows the main characteristics of the most common wear-resistant coatings used for hardening RI [D. Loktev, E. Yamashkin. The main types of wear-resistant coatings, Nanoindustry, 2007, No. 5, p. 24-30].
Как видно из таблицы, твердые нитридные покрытия имеют высокие значения коэффициентов сухого трения, что существенно ограничивает эффективность их использования для увеличения износостойкости РИ. Невысокая термическая стойкость углеродного покрытия не позволяет использовать его в широком интервале скоростей обработки материалов.As can be seen from the table, solid nitride coatings have high values of dry friction coefficients, which significantly limits the effectiveness of their use to increase the wear resistance of RI. The low thermal resistance of the carbon coating does not allow its use in a wide range of processing speeds of materials.
Известен также РИ (метчик) с износостойким углеродным покрытием на рабочей части [патент РФ №93716], выполненным из твердого аморфного алмазоподобного углерода с расположенным под ним промежуточным адгезионным подслоем, выполненным из титана или его соединений с углеродом. При этом толщина покрытия составляет 1-3 мкм, а толщина промежуточного адгезионного подслоя составляет не более 0,1 толщины покрытия.Also known RI (tap) with a wear-resistant carbon coating on the working part [RF patent No. 93716] made of solid amorphous diamond-like carbon with an intermediate adhesive underlayer located below it, made of titanium or its compounds with carbon. Moreover, the coating thickness is 1-3 μm, and the thickness of the intermediate adhesive sublayer is not more than 0.1 coating thickness.
Нанесение такого покрытия твердостью 70-100 ГПа позволило осуществить упрочнение поверхности рабочей части метчика.The application of such a coating with a hardness of 70-100 GPa made it possible to harden the surface of the working part of the tap.
А наличие промежуточного адгезионного подслоя, выполненного из титана или его соединений с углеродом толщиной 0,1-0,3 мкм обеспечивает наилучшее химическое взаимодействие (адгезию) этого слоя как с основным материалом метчика - инструментальной сталью, так и с покрытием из твердого алмазоподобного углерода.And the presence of an intermediate adhesive sublayer made of titanium or its compounds with carbon with a thickness of 0.1-0.3 μm provides the best chemical interaction (adhesion) of this layer with both the main tap material - tool steel, and with a coating of hard diamond-like carbon.
Однако, такие покрытия (в силу физического механизма их образования, т.н. «внутренней имплантации») обладают большими (~10 ГПа) внутренними напряжениями. Большие внутренние напряжения в покрытии не только препятствуют его надежной адгезии к подложке, но и стимулируют рост сравнительно высоких, по сравнению с толщиной покрытия (~1 мкм) пирамидальных выступов на их поверхности. Этот рельеф (шероховатость покрытия) обуславливает высокие (до 0,3-0,4) значения начальных коэффициентов трения, вследствие чего увеличивается время приработки инструмента с таким покрытием. Кроме того, большие внутренние напряжения, характерные для алмазоподобного покрытия, являются причиной снижения износостойкости вследствие появления трещин в покрытии, их распространения вглубь и вдоль поверхностей раздела, что приводит к отслаиванию покрытия.However, such coatings (due to the physical mechanism of their formation, the so-called "internal implantation") have large (~ 10 GPa) internal stresses. Large internal stresses in the coating not only prevent its reliable adhesion to the substrate, but also stimulate the growth of relatively high pyramidal protrusions on their surface compared to the coating thickness (~ 1 μm). This relief (roughness of the coating) causes high (up to 0.3-0.4) values of the initial friction coefficients, as a result of which the running-in time of the tool with such a coating increases. In addition, the large internal stresses characteristic of a diamond-like coating cause a decrease in wear resistance due to the appearance of cracks in the coating, their propagation inward and along the interface, which leads to peeling of the coating.
Существенным недостатком покрытий из твердого алмазоподобного углерода являются и невысокая температура термической стойкости.A significant disadvantage of coatings made of solid diamond-like carbon is the low temperature of thermal stability.
Эти специфические особенности физических свойств покрытия из твердого аморфного алмазоподобного углерода существенно ограничивают область практического использования такого покрытия для повышения ресурса работы РИ.These specific features of the physical properties of a coating of solid amorphous diamond-like carbon significantly limit the field of practical use of such a coating to increase the life of the radiation source.
Известен РИ с двухслойным износостойким покрытием [патент РФ №120902] на рабочей части режущего инструмента, верхний слой которою толщиной 0,3-0,5 мкм выполнен из твердого аморфного алмазоподобного углерода твердостью 30-50 ГПа, а нижний слой, толщина которого 1,0-1,5 мкм, расположенный на поверхности рабочей части инструмента, имеет твердость 30-35 ГПа, выполнен в виде нитридного покрытия (Ti-Al-Si)N при следующем содержании элементов, ат.%: Ti - 0,41-65,31; Al - 47,11-0,82; Si - 7,82-1,16; N - остальное.Known RI with a two-layer wear-resistant coating [RF patent No. 120902] on the working part of the cutting tool, the upper layer of which is 0.3-0.5 μm thick made of solid amorphous diamond-like carbon with a hardness of 30-50 GPa, and the lower layer, whose thickness is 1, 0-1.5 μm, located on the surface of the working part of the tool, has a hardness of 30-35 GPa, made in the form of a nitride coating (Ti-Al-Si) N with the following content of elements, at.%: Ti - 0.41-65 , 31; Al 47.11-0.82; Si 7.82-1.16; N is the rest.
Существенным недостатком нитридных покрытий с двумя и более легирующими элементами является трудность в поддержании необходимой концентрации легирующих элементов в покрытии, вследствие неравномерного распыления материала катода, которая обеспечила бы максимальный эффект повышения стойкости РИ.A significant drawback of nitride coatings with two or more alloying elements is the difficulty in maintaining the necessary concentration of alloying elements in the coating, due to the uneven spraying of the cathode material, which would provide the maximum effect of increasing the resistance of RI.
Наиболее близким к заявляемому является РИ [патент РФ №107496] с двухслойным износостойким покрытием из твердого аморфного алмазоподобного углерода. В этом РИ на рабочей поверхности расположен основной слой покрытия с твердостью 70-100 ГПа и толщиной 1-3 мкм, с расположенным под ним промежуточным адгезионным подслоем, толщиной не более 0,1 толщины покрытия, выполненным из титана или его соединений с углеродом, а поверх основного слоя покрытия расположен дополнительный слой из твердого аморфного алмазоподобного углерода с твердостью 30-50 ГПа толщиной 0,3-0,5 мкм, полученный методом деструкции углеводородов.Closest to the claimed is RI [RF patent No. 107496] with a two-layer wear-resistant coating of solid amorphous diamond-like carbon. In this RI on the working surface there is a main coating layer with a hardness of 70-100 GPa and a thickness of 1-3 microns, with an intermediate adhesive sublayer located under it, with a thickness of not more than 0.1 of the coating thickness made of titanium or its compounds with carbon, and on top of the main coating layer is an additional layer of solid amorphous diamond-like carbon with a hardness of 30-50 GPa with a thickness of 0.3-0.5 microns, obtained by the destruction of hydrocarbons.
Эффект повышения стойкости РИ достигается путем модификации рабочей поверхности РИ нанесением на нее основного, сверхтвердого покрытия из твердого аморфного алмазоподобного углерода, полученного методом вакуумно-дугового импульсного распыления графита, и дополнительного менее твердого - обладающего более низкими коэффициентами трения чем основной слой - выполненного из твердого аморфного алмазоподобного углерода, твердостью 30-50 ГПА, полученного методом деструкции углеводородов.The effect of increasing the resistance of radiation sources is achieved by modifying the working surface of radiation sources by applying a basic, superhard coating of solid amorphous diamond-like carbon obtained by vacuum-arc pulsed sputtering of graphite, and an additional less hard one - having lower friction coefficients than the main layer - made of solid amorphous diamond-like carbon with a hardness of 30-50 GPA obtained by the destruction of hydrocarbons.
Уменьшение шероховатости поверхности такого двухслойного покрытия, состоящего из твердой алмазоподобной углеродной пленки, получаемой разными методами осаждения, и, тем самым, снижение значения начальных коэффициентов трения позволяет существенно уменьшить время, необходимое для приработки инструмента с покрытием.A decrease in the surface roughness of such a two-layer coating, consisting of a hard diamond-like carbon film obtained by different deposition methods, and, thereby, a decrease in the initial friction coefficients, can significantly reduce the time required for running in a coated tool.
А наличие промежуточного адгезионного подслоя, выполненного из титана или его соединений с углеродом толщиной 0,1-0,3 мкм обеспечивает наилучшее химическое взаимодействие (адгезию) этого слоя как с основным материалом метчика - инструментальной сталью, так и с покрытием из твердого алмазоподобного углерода.And the presence of an intermediate adhesive sublayer made of titanium or its compounds with carbon with a thickness of 0.1-0.3 μm provides the best chemical interaction (adhesion) of this layer with both the main tap material - tool steel, and with a coating of hard diamond-like carbon.
Основным недостатком такого покрытия являются большие внутренние напряжения, присущие алмазоподобным покрытиям, которые приводят к снижению износостойкости вследствие распространения трещин вглубь покрытия, вдоль границы слоев, а также вдоль границы раздела: покрытие - поверхность подложки. Это ведет к отслоению покрытия крупными фрагментами, что может являться причиной ограничения эффекта увеличения износостойкости РИ с двухслойным износостойким покрытием из твердого аморфного алмазоподобного углерода с различной твердостью слоев.The main disadvantage of such a coating is the large internal stresses inherent in diamond-like coatings, which lead to a decrease in wear resistance due to the propagation of cracks into the coating along the layer boundary, as well as along the interface: coating - surface of the substrate. This leads to delamination of the coating by large fragments, which may be the reason for limiting the effect of increasing the wear resistance of RI with a two-layer wear-resistant coating of solid amorphous diamond-like carbon with different layer hardness.
В основу заявляемой полезной модели положена задача повышения рабочего ресурса режущего инструмента за счет повышения его износостойкости.The claimed utility model is based on the task of increasing the working life of a cutting tool by increasing its wear resistance.
Поставленная задача решается тем, что в РИ с двухслойным износостойким покрытием на рабочей части, состоящим из основного покрытия, включающего твердый аморфный алмазоподобный углерод, дополнительного покрытия из твердого аморфного алмазоподобного углерода с твердостью 30-50 ГПа толщиной 0,3-0,5 мкм, поверх основного, и, расположенного между основным покрытием и поверхностью рабочей части, промежуточного адгезионного подслоя, толщиной не более 0,1 толщины покрытия, выполненного из соединения титана с углеродом согласно полезной модели, основное покрытие выполнено в виде многослойного, состоящего из чередующихся между собой слоя соединения титана с углеродом с концентрацией углерода 30-45 вес.% в слое, толщиной 40-50 нм, полученного при одновременном дуговом распылении титановой мишени и импульсно-дуговом распылении графитовой мишени, и слоя из твердого аморфного алмазоподобного углерода, твердостью 70-100 ГПа, толщиной 30-40 нм, полученного методом импульсно-дугового распыления графита, с общим числом слоев 20-30The problem is solved in that in the Republic of Ingushetia with a two-layer wear-resistant coating on the working part, consisting of a main coating comprising solid amorphous diamond-like carbon, an additional coating of solid amorphous diamond-like carbon with a hardness of 30-50 GPa, a thickness of 0.3-0.5 μm, on top of the main, and, located between the main coating and the surface of the working part, intermediate adhesive sublayer, with a thickness of not more than 0.1 of the thickness of the coating made of a compound of titanium with carbon according to the utility model the explicit coating is made in the form of a multilayer layer consisting of an alternating layer of a titanium-carbon compound with a carbon concentration of 30-45 wt.% in a layer 40-50 nm thick, obtained by simultaneous arc sputtering of a titanium target and pulsed-arc sputtering of a graphite target, and a layer of solid amorphous diamond-like carbon, with a hardness of 70-100 GPa, a thickness of 30-40 nm, obtained by pulsed arc spraying of graphite, with a total number of layers of 20-30
При этом концентрация углерода в промежуточном адгезионном подслое составляет 30-80 вес %In this case, the carbon concentration in the intermediate adhesive sublayer is 30-80% by weight
Выполнение основного покрытия из чередующихся тонких слоев соединения титана с углеродом и твердого аморфного алмазоподобного углерода обеспечивает повышение износостойкости покрытия, и, следовательно, ресурса режущего инструмента, за счет увеличения объемной доли границ раздела в слое соединения титана с углеродом, структура которого включает частицы размером в несколько десятков нанометров, что тормозит движение дислокаций, блокируя развитие трещин на границах слоев (Погребняк А.Д., Шпак А.П., Азаренков Н.А., Береснев В.М. УФН. 2009. Т. 179. №1. С. 35-63).The implementation of the main coating of alternating thin layers of a compound of titanium with carbon and solid amorphous diamond-like carbon increases the wear resistance of the coating, and, consequently, the life of the cutting tool, by increasing the volume fraction of the interface in the layer of the compound of titanium with carbon, the structure of which includes particles of several tens of nanometers, which slows down the movement of dislocations, blocking the development of cracks at the boundaries of the layers (Pogrebnyak A.D., Shpak A.P., Azarenkov N.A., Beresnev V.M. UFN. 2009.V. 179. No. 1. S. 35-63).
Наблюдается более равномерный и длительный износ покрытия при одновременном уменьшении частиц износа. Это приводит к увеличению износостойкости РИ с двухслойным покрытием, основной слой которого выполнен в виде многослойного наноструктурного покрытия.More uniform and longer wear of the coating is observed while reducing wear particles. This leads to an increase in the wear resistance of RI with a two-layer coating, the main layer of which is made in the form of a multilayer nanostructured coating.
Выполнение же дополнительного слоя из твердого аморфного алмазоподобного углерода, обладающего невысокой твердостью и низкими коэффициентами трения, обеспечивает более быструю приработку режущего инструмента на начальном этапе эксплуатации.The implementation of the additional layer of solid amorphous diamond-like carbon, which has a low hardness and low friction coefficients, provides faster running-in of the cutting tool at the initial stage of operation.
Выбор общего количества слоев многослойного покрытия не менее 20 обусловлен следующим. Обычно, для упрочнения РИ наносятся покрытия толщиной несколько микрон. Более толстые покрытия (толщиной более 10 мкм) приводят к изменению радиуса заточки режущей кромки, что может вызвать ее затупление. При стандартной заточке инструмента, который подвергается нанесению упрочняющего покрытия, наиболее оптимальная его толщина - от 1 до 3 микрон. Нанесение пленки менее одного микрона неэффективно для увеличения его износостойкости, вследствие высоких удельных нагрузок, которым подвергается режущая кромка при работе РИ.The choice of the total number of layers of a multilayer coating of at least 20 is due to the following. Usually, several microns thick are applied to harden RI. Thicker coatings (more than 10 microns thick) lead to a change in the radius of sharpening of the cutting edge, which can cause its blunting. With standard tool sharpening, which is subjected to a hardening coating, its most optimal thickness is from 1 to 3 microns. Applying a film of less than one micron is ineffective to increase its wear resistance, due to the high specific loads to which the cutting edge is subjected during operation of the radiation source.
Следовательно, для обеспечения оптимальной толщины всего покрытия, учитывая толщину дополнительного верхнего слоя, количество слоев многослойного покрытия с толщиной отдельного слоя 40-50 нм должно составлять не менее 20, но не более 30, так как последующее увеличение количества слоев может привести к затуплению режущей кромки.Therefore, to ensure the optimum thickness of the entire coating, taking into account the thickness of the additional top layer, the number of layers of a multilayer coating with a single layer thickness of 40-50 nm should be at least 20, but not more than 30, since a subsequent increase in the number of layers can lead to blunting of the cutting edge .
Многослойное покрытие наносится на промежуточный адгезионный подслой, расположенный непосредственно на рабочей части РИ, толщиной не более 0.1 толщины покрытия, состоящий из соединения титана с углеродом. Концентрация углерода в адгезионном слое составила от 30 до 80 вес %. Наличие такого слоя обеспечивает наилучшую адгезию покрытия с материалом инструмента (И.Ш. Трахтенберг, С.А. Плотников, А.Э. Давлетшин и др. Повышение адгезии алмазоподобных покрытий к стали с помощью переходного слоя переменного состава. ФММ, 2000, т. 89, №4, с. 91-95.).A multilayer coating is applied to an intermediate adhesive sublayer located directly on the working part of the RI, with a thickness of not more than 0.1 of the coating thickness, consisting of a compound of titanium with carbon. The carbon concentration in the adhesive layer was from 30 to 80% by weight. The presence of such a layer ensures the best adhesion of the coating to the tool material (I.Sh. Trakhtenberg, SA Plotnikov, A.E. Davletshin, etc. Increasing the adhesion of diamond-like coatings to steel using a transition layer of variable composition. FMM, 2000, vol. 89, No. 4, pp. 91-95.).
Таким образом, новый технический результат, достигаемый заявляемой полезной моделью, заключается в повышении износостойкости режущего инструмента за счет увеличения объемной доли границ раздела в слое из соединения титана с углеродом, структура которого включает частицы размером в несколько десятков нанометров, что тормозит движение дислокаций, блокируя развитие трещин на границах слоев.Thus, the new technical result achieved by the claimed utility model is to increase the wear resistance of the cutting tool by increasing the volume fraction of the interface in the layer of the titanium-carbon compound, the structure of which includes particles several tens of nanometers in size, which inhibits the movement of dislocations, blocking the development cracks at the boundaries of the layers.
Ресурс РИ с заявляемым двухслойным износостойким покрытием был определен в условиях реального производственного процесса на Уральском заводе транспортного машиностроения (ОАО «Уралтрансмаш») при обработке деталей из различных сталей: 45Х, 08Х18Н10Т, сталь 20. В качестве режущего инструмента с заявляемым покрытием были выбраны концевые фрезы (⌀=9 мм) и сверла диаметром 7.8 и 10.5 мм.The resource RI with the claimed two-layer wear-resistant coating was determined in a real production process at the Ural Transport Engineering Plant (OJSC Uraltransmash) when machining parts from various steels: 45X, 08X18H10T, steel 20. End mills were chosen as the cutting tool with the claimed coating (⌀ = 9 mm) and drills with a diameter of 7.8 and 10.5 mm.
Износостойкость РИ с заявляемым покрытием оказалась в полтора раза выше износостойкости РИ с двухслойным покрытием [патент РФ №107496]. Это увеличение вызвано повышением износостойкости основного покрытия, выполненного многослойным в виде чередующихся слоев твердого аморфного алмазоподобного углерода и соединений титана с углеродом за счет наличия частиц размером в несколько десятков нанометров, что тормозит движение дислокаций, блокируя развитие трещин на границах слоев.The wear resistance of RI with the claimed coating was one and a half times higher than the wear resistance of RI with a two-layer coating [RF patent No. 107496]. This increase is caused by an increase in the wear resistance of the main coating, which is multilayer in the form of alternating layers of solid amorphous diamond-like carbon and titanium compounds with carbon due to the presence of particles several tens of nanometers in size, which inhibits the movement of dislocations, blocking the development of cracks at the layer boundaries.
Таким образом, изложенные выше сведения свидетельствуют о выполнении при использовании заявляемой полезной модели следующей совокупности условий:Thus, the above information indicates the fulfillment of the following set of conditions when using the claimed utility model:
- заявляемый режущий инструмент с двухслойным износостойким покрытием может быть использован в области металлообработки;- the inventive cutting tool with a two-layer wear-resistant coating can be used in the field of metalworking;
- заявляемый режущий инструмент способен увеличить в 1,5 раза рабочий ресурс по сравнению с наиболее близким при больших скоростях резания с обеспечением более высокого качества обрабатываемой поверхности.- the inventive cutting tool is able to increase 1.5 times the working life compared to the closest at high cutting speeds to ensure higher quality of the processed surface.
Claims (2)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2014118052/02U RU145733U1 (en) | 2014-05-05 | 2014-05-05 | TWO-LAYER WEAR-RESISTANT CUTTING TOOL |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2014118052/02U RU145733U1 (en) | 2014-05-05 | 2014-05-05 | TWO-LAYER WEAR-RESISTANT CUTTING TOOL |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU145733U1 true RU145733U1 (en) | 2014-09-27 |
Family
ID=51656920
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2014118052/02U RU145733U1 (en) | 2014-05-05 | 2014-05-05 | TWO-LAYER WEAR-RESISTANT CUTTING TOOL |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU145733U1 (en) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2671782C1 (en) * | 2018-03-01 | 2018-11-06 | Общество с ограниченной ответственностью "Сборные конструкции инструмента, фрезы Москвитина" | Endmill |
| WO2019113219A1 (en) * | 2017-12-05 | 2019-06-13 | Esco Group Llc | Wear part and method of making the same |
| RU2691483C1 (en) * | 2019-02-28 | 2019-06-14 | Общество с ограниченной ответственностью "Сборные конструкции инструмента, фрезы Москвитина" | End mill |
| RU2691480C1 (en) * | 2019-03-13 | 2019-06-14 | Общество с ограниченной ответственностью "Сборные конструкции инструмента, фрезы Москвитина" | Cutter housing with wear-resistant coating and cutter for its use |
-
2014
- 2014-05-05 RU RU2014118052/02U patent/RU145733U1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2019113219A1 (en) * | 2017-12-05 | 2019-06-13 | Esco Group Llc | Wear part and method of making the same |
| RU2671782C1 (en) * | 2018-03-01 | 2018-11-06 | Общество с ограниченной ответственностью "Сборные конструкции инструмента, фрезы Москвитина" | Endmill |
| RU2691483C1 (en) * | 2019-02-28 | 2019-06-14 | Общество с ограниченной ответственностью "Сборные конструкции инструмента, фрезы Москвитина" | End mill |
| RU2691480C1 (en) * | 2019-03-13 | 2019-06-14 | Общество с ограниченной ответственностью "Сборные конструкции инструмента, фрезы Москвитина" | Cutter housing with wear-resistant coating and cutter for its use |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU145733U1 (en) | TWO-LAYER WEAR-RESISTANT CUTTING TOOL | |
| KR20140109857A (en) | Surface-coated cutting tool with hard coating that exhibits excellent chipping resistance and abrasion resistance | |
| CN102242338A (en) | Composite coated cutting tool containing periodic coating and preparation method thereof | |
| RU2527829C1 (en) | Two-layer abrasion resistant coating of cutting tool | |
| Volosova et al. | Influence of vacuum-plasma nitride coatings on contact processes and a mechanism of wear of working surfaces of high-speed steel cutting tool at interrupted cutting | |
| RU2414530C1 (en) | Procedure for cutting tool multi-layer coating | |
| RU2414531C1 (en) | Procedure for cutting tool multi-layer coating | |
| RU107496U1 (en) | METER WITH WEAR-RESISTANT COATING FROM SOLID AMORPHIC DIAMOND-LIKE CARBON | |
| RU2430988C1 (en) | Procedure for production of multi-layer coating for cutting tool | |
| JP2017179580A (en) | Hard film and hard film coated member | |
| RU120902U1 (en) | TWO-LAYER WEAR-RESISTANT CUTTING TOOL | |
| CN1710144A (en) | Hard coating and its production method | |
| CN110158046B (en) | Composite coating, self-lubricating composite coating cutter and preparation method thereof | |
| KR102399559B1 (en) | Hard coating layer for cutting tools with improved peeling resistance | |
| Li et al. | Optimization of interlayer/CrWN bilayer films fabricated and monitored under Shewhart control | |
| CN102453856A (en) | Coated piece and manufacturing method thereof | |
| EP3135411A1 (en) | Cutting tool | |
| RU178165U1 (en) | Cutting insert | |
| RU165156U1 (en) | CUTTING SOLID-ALLOY TOOL WITH MULTILAYER WEAR-RESISTANT COATING FOR PROCESSING EASY ALLOYS | |
| RU107987U1 (en) | CUTTING PLATE | |
| JPH1076408A (en) | Hard tool covered with multiple layers | |
| RU2413789C1 (en) | Procedure for production of multi-layer coating for cutting tool | |
| RU2424362C1 (en) | Procedure for production of multi-layer coating for cutting tool | |
| RU2424355C1 (en) | Procedure for production of multi-layer coating for cutting tool | |
| RU2424361C1 (en) | Procedure for production of multi-layer coating for cutting tool |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM1K | Utility model has become invalid (non-payment of fees) |
Effective date: 20150506 |